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Plantas hormonais? Descobrindo o caminho da biosíntese do melatonin usando uma técnica da novela LC-MS

Os pesquisadores planejaram uma técnica analítica sensível e exacta para os sete metabolitos intermediários no caminho da biosíntese do melatonin das plantas. A pesquisa, que foi publicada no jornal da pesquisa Pineal, descreve como estes caminhos são regulados pelo esforço ambiental.

Os pesquisadores planejaram uma técnica analítica sensível e exacta de LC-MS para os sete metabolitos no caminho da biosíntese do melatonin de tiros do arroz.del_selenio | Shutterstock

Até aqui, os pesquisadores foram incapazes de caracterizar as fases do caminho da biosíntese do melatonin devido a uma falta de técnicas sensíveis e selectivas. Os sete intermediários sintéticos no caminho do melatonin são altamente diversos na estrutura e na composição, fazendo a revelação de uma única técnica que possa analisar todos os sete que desafiam imensa.

É bem conhecido que o melatonin está envolvido em diversos processos desenvolventes nas plantas e fornece algum formulário da protecção contra o esforço ambiental. Contudo, ninguém sabe como ou porque este ocorre.

A pesquisa precedente indicou que a espectrometria em massa do ‐ da cromatografia líquida (MS do ‐ do LC), em combinação com técnicas químicas da diluição da rotulagem e do isótopo, pode melhorar a sensibilidade e a precisão da análise do caminho do melatonin.

A construção nesta compreensão, em professor YE e na equipe da universidade de Wuhan desenvolveu uma técnica altamente sensível do MS do ‐ do LC que permitisse a distribuição de todos os sete intermediários do melatonin de ser analisada em tiros e em raizes do arroz. O estudo contribui à compreensão da biosíntese do melatonin da planta e como é modulado em resposta ao esforço.

Preparação de uma etapa da amostra

O professor YE e colegas desenvolveu uma estratégia exacta para permitir a análise simultânea de sete metabolitos do melatonin da planta:

  • Triptofano (Trp),
  • Tryptamine (TAM),
  • hydroxytryptophan de 5 ‐ (5HTP),
  • Serotonina (5HT),
  • Acetylserotonin do ‐ de N (NAS),
  • methoxytryptamine de 5 ‐ (5MT),
  • e melatonin.

Seus usos do método uma purificação contínua dispersiva da extracção da fase do ‐ da etapa (DSPE) do ‐ e cloreto dansyl (Cl do ‐ do DNS) que etiqueta acoplados com LC-MS. Ao contrário de outras técnicas, este método pode altamente sensível e detectar mudanças em cada um dos metabolitos em resposta ao cádmio abiótico (Cd), um factor de força ambiental.

Os pesquisadores encontraram que o uso de DSPE, seguido pelo preto de carbono graphitized reagente (GCB) simplificado e aperfeiçoado o processo de preparação da amostra, enquanto a rotulagem do DNS-Cl melhorou as eficiências da ionização dos metabolitos.

O último aumenta a sensibilidade da análise procedente de LC-MS, superando a introdução da separação cromatográfica deficiente associada com o LC-MS tradicional.

Dois caminhos, uma resposta do esforço

Há dois caminhos biossintéticos principais envolvidos na síntese do melatonin da planta - caminho mim e caminho II. Os dois caminhos são os mesmos até o ponto da serotonina, onde o caminho mim continua através da enzima ASTM1 produzir 5-Methoxytryptamine (5MT) e o caminho II continua através de SNAT1 produzir N-acetylseratonin (NAT).

Usando sua técnica altamente sensível, os pesquisadores podiam demonstrar esse caminho que eu domino em condições normais, visto que o caminho II é induzido em resposta ao esforço cd. O caminho II governa então a maioria da produção do melatonin.

Para provar mais esta SHIFT no domínio do caminho, os pesquisadores usaram PCR real quantitativo do tempo do ‐ (qPCR) para monitorar as mudanças na expressão genética. Observaram um aumento da dobra de 200 ‐ em ASTM1 em tiros do arroz e enraízam a resposta ao esforço, que suportou sua pesquisa.

“Uma redução dramática” na quantidade da amostra

Estes resultados, enquanto inequívocas, fornecem somente uma compreensão superficial da base genética da operação do caminho. A análise mais aprofundada do caminho da síntese do melatonin será vital se nós estamos indo explorar este caminho para a agricultura.

Embora os estudos precedentes propor os caminhos, os mecanismos e as circunstâncias que favorecem seus iniciação e/ou domínio permaneceram obscuros. O trabalho do professor YE e colegas avançou esta compreensão, demonstrando a modulação biossintética do melatonin em resposta ao esforço cd. Mais, a estratégia propor reduziu a massa das amostras da planta necessárias para a análise a 10mg, que a observação dos pesquisadores “fornece uma redução dramática nas quantidades exigidas da amostra comparadas aos relatórios precedentes”.

Source:

Ye, T., et al. (2018). Metabolic analysis of the melatonin biosynthesis pathway using chemical labeling coupled with liquid chromatography‐mass spectrometry. Journal of Pineal Research. doi.org/10.1111/jpi.12531.

Hidaya Aliouche

Written by

Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

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